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1設備簡單介紹

拉絲機俗稱拔絲機，是拉拔金屬絲的機械設備，可以將粗線原料變徑成細絲并纏繞成卷，供下一道加工工序使用。該設備廣泛應用于機械制造、五金加工、石油化工、電線電纜等行業(yè)，如圖1所示。

2拉絲機控制原理介紹

拉絲機設備可大體分為收排線、拉絲、放線、張力與角度反饋四部分。這其中拉絲是拉絲機最重要的環(huán)節(jié)，金屬絲通過電子齒輪的引導再經過模具逐步拉伸。而針對每一道拉絲工序都需要一臺電機帶動，其控制過程也最為復雜。下面從三個方面介紹一下具體工作原理，如圖2所示。

（1）從機械角度來分析，是粗線徑的絲線經過一個小于它線徑的孔洞，被模具擠壓成更細的絲線。速度與線材直徑的關系表達公式：

VK-1·DK-12·=VK·DK2

根據這個公式可得各個模具前后線徑與線速度的理論關系。

（2）從電氣控制的角度來看，每一道次模具前后電機的轉速可以用電子齒輪關聯(lián)，在規(guī)定一個拉絲速度的前提下就可以根據各級模具和進線直徑得來的電子齒輪比例計算各級電機的轉速，如此得到一個以電子齒輪為核心的基本控制框架。

（3）在實際工作過程中，由于各種誤差的存在，計算出來的理論速度并不一定適合，我們添加一個反饋機制-張力桿，控制系統(tǒng)快速獲取張力桿角度，使用增量式PID修正算法，計算出合適的修正值附加在理論值上，修正電機的轉速，使得張力桿始終保持在水平位置，從而令到各級拉絲速度平穩(wěn)、少波動、不斷線。

3拉絲機控制方案

本案例控制系統(tǒng)采用鳴志（MOONS’）開發(fā)的Extreme系列高性能運動控制器，該運動控制器能勝任多種高速、高精度的運動控制應用場合，集運動控制、邏輯控制、網絡通信等功能于一體，是自動化解決方案的強大核心。在該方案中，重點針對拉絲機生產工藝中的兩大應用難點提出了技術解決方案，并且在實際使用中獲得了良好的效果，如圖3所示。

? 難點1：多級電子齒輪耦合，且工藝多變

解決方案：控制器程序采用數組來表示多個軸及多個軸的對應參數，采用單主軸耦合模式，根據工藝選擇，動態(tài)計算對應的電子齒輪耦合比例關系。實踐檢驗，簡化后的控制方式簡單可靠好用。

?難點2：機械加工等其他因素造成理論計算的電子齒輪比和實際會有偏差

解決方案：設備上增加張力角度傳感器反饋前后拉絲的實際平穩(wěn)度，通過PID調節(jié)，動態(tài)調整電子齒輪比，有效消除機械加工和其他因素造成的電子齒輪比偏差問題。實踐檢驗，經PID調整過的電子齒輪比能滿足拉絲機的控制要求。

4鳴志控制方案優(yōu)勢

（1）整套采用鳴志MOONS'的系列產品——運動控制器、伺服驅動器、伺服電機，一站式服務，縮短開發(fā)周期。

（3）工藝庫——獨有拉絲工藝庫，使用簡單，控制精準，能夠有效縮短編程調試時間。

（4）通訊方式——控制系統(tǒng)通訊方式多樣，滿足項目的多種通訊方式需求。

5總結

拉絲機整個系統(tǒng)對于速度控制要求比較嚴格，以及控制系統(tǒng)的精度和每個電機之間的協(xié)調性要求較高。整套方案提供一站式服務，采用鳴志（MOONS'）MCX運動控制器和M3伺服系統(tǒng)進行控制，能實時交換數據，減少傳輸延誤，使得拉絲成品絲線均勻度提升，并可有效提升生產效率。